基于小生境遗传模拟退火算法的SOC软硬件划分方法研究

摘要

微电子工艺的快速发展促使集成电路进入SoC时代,但是随着设计复杂度的提高,传统的设计方法已经无法满足片上系统设计的需要。因此软硬件协同设计方法学应运而生,而软硬件划分技术又是软硬件协同设计技术中的关键技术之一。因此,研究SoC设计中的软硬件划分方法,构建一种合理的系统描述模型,提出划分算法并对其进行优化改进,将有十分重要的理论及应用价值。
　　 本文介绍了软硬件协同设计的研究领域以及国内外的发展现状,重点研究了在解决软硬件划分问题所使采用的数学模型,同时分析了目前划分技术中普遍存在的问题。面向嵌入式系统和SoC软硬件双路划分问题,在分析遗传算法和模拟退火算法的主要优缺点的基础上,提出了小生境遗传模拟退火算法(Niched Genetic Simulated Annealing Algorithm,NGSA)的策略,在遗传算法中融入模拟退火思想,同时引入小生境技术,保持群体的多样性；并采用Metropolis法则形成新群体,改善群体的质量。
　　 最后,将GA、SA算法与NGSA算法分别使用由TGFF工具生成的真实数据进行编程,对比验证,验证结果表明NGSA算法吸取了遗传算法和模拟退火算法在软硬件划分上的优点,克服了遗传算法早熟收敛、进化后期搜索效率较低、模拟退火算法进化速度慢等缺点,从而得到更优秀,精度更高的划分结果。